[发明专利]一种多阈值采样数字化器件的阈值校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及正电子发射断层成像设备领域，尤其涉及一种正电子发射断层成像设备中多阈值采样数字化器件的阈值校正方法。

背景技术

正电子发射断层成像（Positron Emission Tomography，全文均简称PET）通过捕捉人体内因正子湮灭而发出的gamma光子获取以正电子核素为标记的示踪剂在人体内的分布情况，进而获取脏器功能，代谢等病理生理特征。获取gamma光子所携带的能量、位置以及时间信息的准确性直接影响到系统成像的性能。闪烁脉冲采集与处理单元是PET系统中的关键核心部件，主要功能为处理前端探测器形成的闪烁脉冲，获取gamma光子所携带的能量、位置以及时间信息。为了保证PET系统的性能，希望所使用的闪烁脉冲采集与处理单元，具有精度高，性能稳定，便于实时校正、集成度高等特点。

多阈值采样（Multi-Voltage Threshold，以下可简称MVT）方法为PET等核医学设备中闪烁脉冲的数字化提供了一套低廉而高效的解决方案。该方法根据闪烁脉冲的特征合理的设置多个电压阈值，通过对闪烁脉冲越过电压阈值的时间的数字化最终实现闪烁脉冲的数字化采样。根据该方法，发展出的MVT数字化器件已经开始应用于PET系统中，这些MVT数字化器件多由比较器和时间数字转换器构成。其中，比较器用于实现闪烁脉冲与电压阈值间的比较，在闪烁脉冲跃过电压阈值的时刻输出跳变信号，时间数字转换器用于对比较器输出的跳变信号的时间进行数字化采样。

现有的这些MVT数字化器件为避免因比较器精度所带来的比较电压与实际电压阈值之间的偏差而引起的采样误差，多采用高精密的比较器。这种高精度比较器的应用虽然在一定程度上解决了上述问题，但也使得整个数字化器件的成本急剧上升。同时这种高精度比较器对工作环境要求苛刻，器件的功耗极高，使得整个MVT数字化器件的成本过于昂贵，通道密度较低。

因此，针对现有技术中存在的问题，有必要提供一种新的多阈值采样数字化器件的阈值校正方法，以降低MVT数字化器件在实现过程中对比较器精度的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多阈值采样数字化器件的阈值校正方法，利用该方法可以获取多阈值采样数字化器件中比较器设置的比较电压与实际工作时比较电压之间的关系，利用该关系可以有效的提高多阈值采样数字化器件的采样精度，降低其对比较器精度的要求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多阈值采样数字化器件的阈值校正方法，其步骤如下：

（1）生成一用于多阈值采样数字化器件的阈值校正的三角波，测量该三角波波形的k1、k2以及Vpeak，该三角波波形的DOT表示为：

DOT(Vt)=Vpeak-Vtk1-Vpeak-Vtk2]]>

其中，k1为三角波波形的上升沿部分的斜率，k2为三角波波形的下降沿部分的斜率，Vpeak为三角波波形的峰值幅度，Vt为实际工作阈值，DOT(Vt)为脉冲高于实际工作阈值部分的宽度；

（2）配置多阈值采样数字化器件中各个比较器的参考电压，并利用该数字化器件对步骤（1）中的脉冲进行数字化采样获取脉冲的采样点；

（3）根据步骤（2）中获得的采样点，计算出每一个比较器在设定的参考电压下的DOT，并根据步骤（1）中所给出的公式计算出每一个比较器的实际工作阈值，将计算出的每个实际工作阈值与设定的参考电压相对应；

（4）重新设定数字化器件中各个比较器的参考电压并重复步骤（2）和（3）m次，针对多阈值采样数字化器件中的每一个比较器获得n组实际工作阈值与设定参考电压的对应关系，其中n为大于等于1的正整数，m为大于等于0的正整数；

（5）将步骤（4）所获得的实际工作阈值及其对应的设定参考电压按其相关的比较器分为k组，k为正整数，k表示多阈值采样数字化器件中比较器的个数；